The invention discloses a waste heat utilization system and method of marine engine, which includes water vapor Rankine cycle subsystem, organic Rankine cycle subsystem and absorption refrigeration cycle subsystem. The water vapor Rankine cycle subsystem is connected with marine engine, and the partial cooling water and high temperature flue gas of marine engine are used as working medium and heat source of water vapor Rankine cycle system, and water vapor is used. The outlet flue gas of heat exchanger of Rankine cycle system is used as heat source of organic Rankine cycle system. The steam Rankine cycle system and organic Rankine cycle system use waste heat of marine engine to generate electricity, while the absorption refrigeration cycle system uses waste heat of marine engine to refrigerate. The cascade utilization of waste heat from engine flue gas and cooling water is realized by coupling various thermodynamic systems. Not only can the waste heat of marine engine be recovered in depth, but also the combined production of cold and electricity can be realized to meet the needs of ship life.
【技术实现步骤摘要】
一种船舶发动机的余热利用系统及方法
本专利技术属于能源利用领域,涉及一种船舶发动机的余热利用系统及方法。
技术介绍
当今世界国际化贸易量飞速发展,超过80%的运输量是以船舶运输的方式来完成。大型货运船舶的发动机以柴油机为主,热效率不足50%,还有一半以上的热量没有得到利用而随烟气和冷却系统排放到环境中。如果将这部分热量进行回收利用,转变成有用的能量如:电能,冷量,辅助动力等,可以有效提高船舶发动机的效率和船舶的运输能力。船舶发动机烟气和冷却水的余热可回收利用的潜力较大,国际上学者提出了很多利用船舶发动机烟气和冷却水余热的方法,包括涡轮技术、温差发电、水蒸气朗肯循环和有机朗肯循环发电技术、吸附式制冷、吸收式制冷等,其中水蒸汽朗肯循环技术已经应用于船舶上。不同的余热回收技术适用的温度范围不同,在不同温度范围内的热效率也不同,但是目前已有的余热利用系统或是用多种方法分别对船舶的多种余热进行利用,或是只回收利用某种余热,既没有对船舶烟气和冷却水的余热进行耦合利用以达到深度利用余热的效果,也无法满足船舶能量的多元化需求。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷,本专利技术的目的在于提供一种船舶发动机的余热利用系统及方法,既可以实现船舶发动机烟气和冷却水的耦合梯级利用,显著提高发动机效率,又可以满足船舶的电力和制冷需求。本专利技术是通过下述技术方案来实现的。一种船舶发动机的余热利用系统,包括水蒸汽朗肯循环子系统、有机朗肯循环子系统和吸收式制冷循环子系统,所述水蒸气朗肯循环系统和有机朗肯循环系统利用船舶发动机余热进行发电,而吸收式制冷循环系统利用船舶发动机余热进行制冷 ...
【技术保护点】
1.一种船舶发动机的余热利用系统,其特征在于,包括水蒸汽朗肯循环子系统、有机朗肯循环子系统和吸收式制冷循环子系统,所述水蒸气朗肯循环系统和有机朗肯循环系统利用船舶发动机余热进行发电,所述吸收式制冷循环系统利用船舶发动机余热进行制冷,通过三种热力系统耦合实现对船舶发动机烟气和冷却水的余热进行梯级利用。
【技术特征摘要】
1.一种船舶发动机的余热利用系统,其特征在于,包括水蒸汽朗肯循环子系统、有机朗肯循环子系统和吸收式制冷循环子系统,所述水蒸气朗肯循环系统和有机朗肯循环系统利用船舶发动机余热进行发电,所述吸收式制冷循环系统利用船舶发动机余热进行制冷,通过三种热力系统耦合实现对船舶发动机烟气和冷却水的余热进行梯级利用。2.根据权利要求1所述一种船舶发动机的余热利用系统,其特征在于,所述水蒸汽朗肯循环子系统由与船舶发动机连通的水加压泵(1)、第一换热器(2)、膨胀机(3)、第一冷凝器(4)、第二冷凝器(5)至船舶发动机构成回路,直接采用发动机的冷却水作为工质,并采用高温烟气作热源进行发电。3.根据权利要求1所述一种船舶发动机的余热利用系统,其特征在于,所述有机朗肯循环子系统由有机工质加压泵(6)、预热器(7)、第二换热器(8)、第一膨胀机(9)、第三冷凝器(10)至有机工质加压泵(6)构成回路,所述第二换热器(8)与船舶发动机烟气管道相连通,采用水蒸气朗肯循环子系统换热器出口烟气作为主要热源进行发电,采用烷烯烃、氢氟烃、二氧化碳有机物作为工质,采用吸收式制冷循环子系统发生器出口冷却水对加压泵出口的工质进行预热。4.根据权利要求1所述一种船舶发动机的余热利用系统,其特征在于,所述吸收式制冷循环子系统由发生器(11)、分离器(12)、第四冷凝器(13)、蒸发器(15)、吸收器(16)、工质泵(17)和回热器(19)构成回路;所述发生器(11)与船舶发动机冷却水管道相连通,利用船舶发动机冷却水余热进行制冷。5.根据权利要求1所述一种船舶发动机的余热利用系统,其特征在于,所述船舶发动机一部分冷却水作为水蒸气朗肯循环子系统的工质,另一部分冷却水的热量供应给吸收式制冷循环子系...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘向阳,何茂刚,阮孟光,张颖,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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